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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Ansteuerung einer elektromagnetischen
Aktuatorik bzw. ein Verfahren zum Testen einer ersten Induktivität einer
elektromagnetischen Aktuatorik nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
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Aus
Mike Schönmehl:
Die crashaktive Kopfstütze,
ATZ 5/2005, Jahrgang 107, Seiten 390 bis 397 ist es bereits bekannt,
dass eine crashaktive Kopfstütze
mittels einer elektromagnetischen Aktuatorik und dabei insbesondere
einer Spule, also einer Induktivität, im Crashfall angesteuert
wird.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Ansteuerung einer elektromagnetischen Aktuatorik bzw. das Verfahren
zum Testen einer ersten Induktivität einer elektromagnetischen
Aktuatorik mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben
den Vorteil, dass die Induktivität
mittels eines Schwingkreises überwacht
bzw. getestet wird und somit eine genauerer Bestimmung der Induktivität möglich und eine
bessere Überwachung
der elektromagnetischen Aktuatorik erreicht wird. Durch die Aktivierung
eines Schwingkreises und der Bestimmung dessen Frequenz ist eine
präzise
Charakterisierung der Induktivität
möglich.
Entspricht die Induktivität
vorgegebenen Parametern, liegt die Frequenz des Schwingkreises innerhalb
vorbestimmter Toleranzen.
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Bei
einem Defekt der Induktivität,
beispielsweise durch eine verminderte Induktivität oder durch einen Kurzschluss
zwischen Spulenwindungen liegt die Frequenz des Schwingkreises entsprechend
außerhalb
dieser Toleranzen. Dann wird auf eine Fehlfunktion erkannt und dies
dem Fahrer mitgeteilt. Auch eine Mitteilung an eine Fernwartung
ist hier möglich. Außerdem kann
dieses Messergebnis dann in einem Speicher, beispielsweise einem
Fehlerspeicher oder einem Crashrekorder auch dauerhaft abgespeichert werden.
Dies ist insbesondere zum Nachweis einer Funktion der Aktuatorik
von Nutzen.
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Der
Erfindung liegt daher der Gedanke zugrunde, dass eine Induktivität besonders
präzise
als Bestandteil eines Schwingkreises charakterisiert werden kann,
wenn die anderen Parameter der übrigen
Komponenten des Schwingkreises bekannt sind.
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Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der in den
unabhängigen
Patentansprüchen
angegebenen Vorrichtung zur Ansteuerung einer elektromagnetischen
Aktuatorik bzw. dem Verfahren zum Testen einer ersten Induktivität einer
elektromagnetischen Aktuatorik möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass die Testschaltung, die mit der Induktivität derart
gekoppelt wird, dass der Schwingkreis gebildet wird, dafür einen Kondensator
aufweist, der parallel zu einem Schalter geschaltet ist, der selbst
in Reihe zur Induktivität
geschaltet ist. Dieser Schalter kann vorteilhafterweise ein Low
Side- oder ein sogenannter High Side-Schalter sein, also die beiden
Leistungsschalter, die geschaltet werden, wenn die Induktivität bestromt
werden soll, um die Aktuatorik anzusteuern. Diese Schalter werden
also üblicherweise
im Ansteuerungsfall durchgeschaltet. Dabei handelt es sich beispielsweise
um Leistungstransistoren, insbesondere MOSFET-Leistungstransistoren.
Es ist jedoch möglich, dass
der Schalter auch der High Side-Schalter sein kann, der also zwischen
der Induktivität
und der Versorgungsspannung liegt, während der Low Side-Schalter
zwischen der Induktivität
und Masse liegt. Durch die Parallelschaltung des Kondensators zu
dem Schalter ist es später
möglich,
im Überwachungs-
bzw. Testfall den Schalter zu öffnen,
so dass der Kondensator dann Teil der Gesamtschaltung wird und mit
der Induktivität
den Schwingkreis bilden kann. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass
parallel zu diesem Kondensator eine Zenerdiode vorgesehen ist, an
die dann die Auswerteschaltung angekoppelt wird, um die Spannung
im Schwingkreis zu messen. Die Zenerdiode erfüllt zusätzlich die Funktion, bei zu hohen
Spannungen durchzubrechen, um insbesondere den Schalter, also den
Leistungsschalter, vor solchen Überspannungen
zu schützen.
Alternativ ist es möglich,
dass ein Kondensator direkt parallel zur Induktivität geschaltet
wird. Dabei ist dann eine Aufladung des Kondensators vorzusehen.
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Für die Messung
der Induktivität
mittels eines Schwingkreises sind mehrere Konfigurationen möglich. In
einer ersten Konfiguration wird vorteilhafterweise parallel zur
Induktivität
und dem Schalter ein Testschalter vorgesehen, der im Testfall geschlossen wird,
so dass die Induktivität
mit dem zugeschalteten Kondensator und der Leitung, die der Testschalter durchgeschaltet
hat, einen Schwingkreis bilden kann. Der Testschalter ist bei der
Verwendung von zwei Leistungsschalters, also einem High- und einem
Low Side-Schalter, parallel zu dieser Gesamtkonfiguration geschaltet.
Wird jedoch nur ein Schalter verwendet, ist der Testschalter parallel
zu diesem Schalter und der Induktivität geschaltet. Neben diesen
beiden Leistungsschaltern ist es auch möglich, einen Hauptschalter
vorzusehen, wenn mehrere Aktuatoren geschaltet werden. Dies ermöglicht eine
erhöhte
Sicherheit. Die beiden Leistungsschalter können auf einem gemeinsamen
Substrat angeordnet sein. Es ist jedoch möglich, sie auch auf getrennten
Substraten anzuordnen. Diese Kombinationsmöglichkeiten sind auch mit einem
möglichen
Hauptschalter gegeben. Weiterhin ist es möglich, auch noch einen zweiten Testschalter
vorzusehen, der bei einem geöffneten High
Side-Schalter parallel zu diesem geschaltet ist und den Schwingkreis
mit der Energieversorgung, also beispielsweise der Batteriespannung
oder einer Energiereserve verbindet, und so ein Aufladen des Kondensators
ermöglicht,
so dass damit der Schwingkreis mit Energie versorgt werden kann
und der zweite Schalter dann auch wieder geschlossen wird, nachdem
ein Aufladen des Kondensators erreicht wurde. Diese Spannung, die
zum Aufladen verwendet wird, darf jedoch nicht so hoch sein, dass
ein Auslösen
der Aktuatorik ermöglicht
wird. Daher ist die Spannung, die an diesem zweiten Testschalter
anliegt, niedriger als die Spannung die direkt von der Energiereserve
abgegeben wird, also anstatt 40V nur 5V. Wird die Energie zum Aufladen
des Schwingkreises aus der Energiereserve, vorzugsweise einem Kondensator
entnommen, dann muss die Spannung abwärts gewandelt werden, am einfachsten
durch einen Spannungsteiler.
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In
einer weiteren Konfiguration ist es möglich, wenn zwei Induktivitäten für zwei Aktuatoren
vorliegen, diese gemeinsam in einer einfacheren Schaltung zu überwachen.
Dazu sind dann keine Testschalter mehr notwendig, und die beiden
Induktivitäten
mit den entsprechenden Kondensatoren bilden dann gemeinsam einen
Schwingkreis. Hier ist dann allerdings die Auswertung schwieriger,
da nur festgestellt wird, dass in einem Fehlerfall eine der Induktivitäten wenigstens
fehlerhaft ist, aber nicht welche. Dafür ist dies eine einfache Schaltung
und kann in vielen Fällen
ausreichend sein, da ein Werkstattbesuch auch beim Ausfall nur einer
Induktivität
notwendig ist.
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Als
elektrische Parameter können
vorteilhafterweise Zeitpunkte der Maxima herangezogen werden und
mit vorgegebenen Werten verglichen werden, oder es wird die Frequenz
ausgewertet, die auch über
Maxima bestimmbar ist, oder über
Nulldurchgänge,
oder über
vorgegebene aufsteigende beziehungsweise fallende Flanken.
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Um
vorteilhafterweise die Toleranzen eines Kondensators abzufangen,
kann in einer ersten Stufe eines Testverfahrens, und zwar beispielsweise
in den ersten 10 Millisekunden das Entladeverhalten des Kondensators überwacht
werden. Es ist auch möglich,
das Ladeverhalten des Kondensators zu überwachen und anhand dieses
Verhaltens die Kapazität des
Kondensators zu bestimmen. Dann kann mit diesem gemessenen Kapazitätswert die
Frequenz des Schwingkreises präziser
bestimmt werden und damit auch über
die Thomson'sche
Schwingungsformel die Induktivität.
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Schließlich ist
es auch vorteilhaft, dass ein Referenzpotenzial vorgesehen ist,
das als Hilfsspannungsquelle wirkt und den Schwingkreis mit Energie lädt. Die
Testschaltung kann dabei derart konfiguriert sein, dass der Schwingkreis
mit seiner Schwingung um dieses Referenzpotenzial schwingt.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
erstes Blockschaltbild,
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2 ein
erstes Schaltbild,
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3 ein
zweites Schaltbild,
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4 ein
drittes Schaltbild,
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5 ein
erstes Flussdiagramm,
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6 ein
erstes Spannungszeitdiagramm,
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7 ein
zweites Spannungsdiagramm und
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8 ein
drittes Schaltbild.
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Beschreibung
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In
zunehmendem Maße
werden crashaktive Kopfstützen
in Fahrzeugen eingebaut. Diese crashaktiven Kopfstützen haben
den Zweck, vor Halswirbelverletzungen, die beispielsweise bei einem
Auffahrunfall passieren können,
effektiver zu schützen und
somit die Schäden
an der Person zu minimieren.
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Damit
die crashaktive Kopfstütze,
die mit einer Induktivität,
also einer Spule, angesteuert wird, einen korrekten Einsatz über die
Lebensdauer der Anwendung ermöglicht,
ist eine Überwachung
dieser Induktivität
notwendig. Hierfür
wird erfindungsgemäß mit dieser
Induktivität
ein Schwingkreis gebildet und anhand von elektrischen Parametern
des Schwingkreises wird bestimmt, ob die Induktivität innerhalb vorgegebener
Toleranzen liegt. Die Messung bzw. Charakterisierung eines Schwingkreises
ist äußerst präzise und
einfach. Neben crashaktiven Kopfstützen können auch Aktuatoren eines
Fußgängerschutzsystems
elektromagnetisch angesteuert werden. Es handelt sich demnach vorliegend
allgemein um Ver- oder Entriegelungssysteme für Personenschutzmittel wie
auch Überrollbügel.
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1 zeigt
in einem Blockschaltbild die erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Aktuatorik
ist durch den Block 11 repräsentiert. Die Aktuatorik wird über den
Block 10 mit Energie im Ansteuerungsfall versorgt. Erfindungsgemäß wird in
einem Überwachungsfall,
der periodisch stattfinden kann, beispielsweise jede Stunde, oder
auch in weit kürzeren
Zeitintervallen, mit einer Testschaltung 12 verbunden,
um dann über
die Auswerteschaltung 13 zu ermitteln, ob die Aktuatorik 11 innerhalb
vorgegebener Parameter liegt.
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Das
Zuschalten der Testschaltung 12 zur Aktuatorik 11,
um erfindungsgemäß den Schwingkreis mit
der Induktivität
der Aktuatorik 11 zu bilden, wird durch einen Mikrokontroller μC über einen
Schalter erreicht, der auch mit der Auswerteschaltung 13 sowie
der Aktuatorik 11 verbunden ist, um die Parameter dahingehend
zu überprüfen, ob
sie innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen. Es ist wengistens
ein Schaltelement vorzusehen, dass dafür sorgt, dass der Schwingkreis
mit Energie versorgt wird. Diese Energie kann aus der Energiereserve
des Steuergeräts
oder aus der Batteriespannung entnommen werden. Die Energie muss
so bemessen werden, dass ein Auslösen der Aktuatorik 11 vermieden
wird, beispielsweise durch eine Abwärtswandlung oder eine Strombegrenzung,
die durch einen Stromspiegel erreicht werden kann.
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Die
Auswerteschaltung 13 kann im einfachsten Fall ein Vorwiderstand
sein, der direkt an einen Analogdigitaleingang des Mikrocontrollers μC angeschlossen
ist. Es ist jedoch möglich,
dass die Auswerteschaltung komplexer ist, beispielsweise und selbst
den Analogdigitalwandler und ggf. weitere Auswertekomponenten beinhaltet.
Der Mikrocontroller μC
ist weiterhin mit einem Sensor 14 verbunden, um die Ansteuerung
der Aktuatorik 11 in Abhängigkeit von diesem Sensorsignal
zu ermöglichen.
Bei dem Sensor 40 kann es sich um eine Beschleunigungssensorik
handeln, auch eine Umfeldsensorik oder Kombinationen aus Beschleunigungs-
und Umfeldsensorik sind hier möglich,
und auch eine Kontaktsensorik kann zusätzlich oder anstatt vorgesehen sein.
Der Einfachheit halber ist die Schaltung gemäß 1 vereinfacht
dargestellt, so dass nicht alle Komponenten dargestellt sind, die
für den
kompletten Betrieb der Vorrichtung zur Ansteuerung der Aktuatorik 11 notwendig
sind. Hier wird sich allein auf die Überwachung der Aktuatorik 11 konzentriert.
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8 zeigt
eine erste Asuführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Eine Energieversorgung VT als Spannungsquelle ist an einen Vorwiderstand
R_Test angeschlossen und an der anderen Seite an Masse. Der Vorwiderstand
R_Test ist auf der anderen Seite mit einem Testschalter T, einem High-Side-Schalter
HI und einer Spule L verbunden. Der High-Side Schalter HI ist ein
Leistungsschalter, der mit einer Energiereserve oder einer anderen
Energiequelle verbunden ist. Schaltet der High-Side Schalter HI
durch, dann wird mit dieser Energie die Spule bestromt und die Aktuatorik 11 wird
ausgelöst. Die
Energieversorgung VT ist jedoch über
den Vorwiderstand R_Test so bemessen, dass sie nicht zur Auslösung der
Aktuatorik führt,
sondern lediglich zur Aufladung des Schwingkreises. Die Spule L
ist hier eine reale Spule, also mit Energieverlust durch den Durchgangswiderstand.
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Die
Spule ist auf der anderen Seite mit einem Kondensator C und einem
Low-Side-Schalter
verbunden, die auf deren anderen Seiten mit Masse verbunden sind.
Auch der Testschalter T ist auf der anderen Seite mit Masse verbunden.
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Im
Testfall wird der Schalter LO geöffnet,
so dass der Kondensator C in Reihe zur Spule L geschaltet ist..
Nach einer vorgegebenen Zeit oder durch Messung bestimmt, wird der
Testschalter T geschlossen, denn bis dahin ist der Kondensator C
aufgeladen und damit auch der Schwingkreis. Anhand der nun entstehenden
Schwingung wird die Spule durch Frequenzbestimmung des Schwingkreises
getestet, denn über
die Thomsonsche Schwingungsformel kann aus der Frequenz und der
bekannten Kapazität
des Kondensators C die Induktivität der Spule L bestimmt werden,
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2 zeigt
nun eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Ein High Side-Schalter HI ist auf der einen Seite mit einer Spannungsversorgung
und auf der anderen Seite mit einer Spule L und einem Testschalter
T1 und einem Testschalter T2 verbunden. Der Testschalter T1 ist auf
der anderen Seite auch mit der Spannungsversorgung oder einer Hilfsspannung
verbunden. Der Testschalter T2 ist jedoch auf der anderen Seite
mit Masse bzw. einer Diode D einem Kondensator C und dem Low Side-Schalter
LO verbunden. Die Spule L ist auf der anderen Seite mit einem Widerstand
R verbunden, der den Ohm'schen
Widerstand der Spule L repräsentieren
soll, d.h. die Spule L stellt eine ideale Induktivität dar. Der
Widerstand R der Spule ist auf der anderen Seite mit der anderen
Seite der Diode D, der anderen Seite des Kondensators C und der
anderen Seite des Low Side-Schalters LO verbunden. An diesem Punkt
kann im Testfall das auszuwertende Signal abgegriffen werden.
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Im
Testfall ist der High Side-Schalter HI zunächst geöffnet, der Testschalter T1
geschlossen und der Testschalter T2 geöffnet. Auch der Low Side-Schalter
LO ist geöffnet.
Durch die Verbindung der Versorgungsspannung über dem Testschalter T1 über die
Spule R und den Widerstand R zum Kondensator C kann der Kondensator
C aufgeladen werden. Nach einer vorgegebenen Zeit wird der Testschalter
T1 geöffnet
und der Testschalter T2 geschlossen. Alternativ ist es möglich, den
Testschalter T1 dann zu öffnen,
wenn die Ladespannung ausreichend ist. Es kann demnach eine Regelung
vorgesehen sein.
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Damit
ist nun ein Schwingkreis aus der Spule L und dem Kondensator C und
dem Widerstand R gebildet, und es kommt zu Schwingungen. Diese Schwingungen,
die über
jedem Bauelement des Schwingkreises abgreifbar sind, werden vorwiegend über die
Diode D, die als Zenerdiode ausgebildet ist, gemessen und der Auswerteschaltung 13 zugeführt. Über die
Schwingungen kann die Frequenz des Schwingkreises gemessen werden.
Aus der Frequenz über
dem bekannten Wert der Kapazität
des Kondensators C kann die Induktivität L der Spule bestimmt werden.
Der Widerstand R führt
lediglich zur Dämpfung
der Schwingungen und hat nur einen geringen Einfluss auf die Frequenz
des Schwingkreises, die über
die bekannte Thomson'sche
Schwingungsformel bestimmt werden kann. Der Wert der Induktivität L wird
dann über
die Auswerteschaltung 13 und den Mikrocontroller μC mit vorgegebenen
Werten verglichen, um zu bestimmen, ob die Induktivität L noch
innerhalb vorgegebener Toleranzen liegt. Liegt die Induktivität L außerhalb
vorgegebener Toleranzen, wird dies dem Fahrer angezeigt, um einen Werkstattbesuch
einzuleiten.
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Der
Testschalter T1 ist vorliegend notwendig, um den High-SideSchalter
H1 nicht mit der hohen Spannung der Energiereserve derart zu belasten, dass
der maximal zulässige
Nichtauslösestrom überschritten
wird sowie der Energieinhalt der Spule L ein zu hohes Maß annehmen
würde und
die negative Amplitude der Schwingung könnte zu sehr unter das Massepotenzial
reichen, so dass die Funktion des Mikrocontrollers μC gestört werden
könnte,
die positive Amplitude könnte über die
zulässige
positive Spannung am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers der Auswerteschaltung
führen.
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3 erläutert in
einem weiteren Schaltungsbeispiel eine Erweiterung der Schaltung
gemäß 2.
Gleiche Bauelemente sind hier mit gleichen Bezeichnungen bezeichnet.
Zusätzlich
ist in Reihe zum Testschalter T2 zur Masse ein Referenzpotenzial
V vorgesehen, das den Bezugspunkt auf ein leicht auszuwertendes
Potenzial hebt. Hier wurde ein Wert von 1,93 Volt vorgenommen, es
sind jedoch auch applikationsspezifisch andere Werte möglich. Das
Referenzpotenzial wird über
einen Spannungsregler bereitgestellt, der im Steuergerät üblicherweise
als ASIC oder Teil eines ASICs vorhanden ist.
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Durch
dieses Anheben ist es möglich,
die Frequenz mittels digitalen Gattern, einem Zähler, oder einem HET (High
End Timer) auszuwerten. Der HET ist ein Zähler, der die Nulldurchgänge innerhalb eines
bestimmten Zeitraums misst.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Hier sind zwei Aktuatorspulen L1 und L2 parallel zueinander geschaltet.
Zwei High Side-Schalter
H1 und H2 sind jeweils auf der einen Seite miteinander verbunden und über eine
nicht dargestellte Verpolschutzdiode mit der Versorgungsspannung
verbunden. Auf der anderen Seite ist der High Side-Schalter H1 mit
der Spule L1 verbunden, die auf der anderen Seite mit dem Kondensator
C5 und dem Low Side-Schalter LO1 verbunden ist. Der Low Side-Schalter
LO1 ist auf der anderen Seite wie auch der Kondensators C5 mit Masse
verbunden. Der High Side-Schalter H2 ist auf der anderen Seite mit
der Spule L2 verbunden, die auf der anderen Seite mit dem Kondensator
C6 und dem Low Side-Schalter
LO2 verbunden ist. Der Low Side-Schalter LO2 ist auf der anderen
Seite wie der Kondensator C6 mit Masse verbunden. Weiterhin ist
ein Testschalter T1 vorgesehen, der eine Energieversorgung zuschaltet,
so dass die Kondensatoren C5 und C6 aufgeladen werden können. Der
Testschalter T1 ist über
eine Diode D13 mit den Spulen L1 und L2 sowie den High-Side-Schaltern
H1 und H2 verbunden.
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Im
Testfall bleiben die High Side-Schalter H1 und H2 geöffnet und
der Testschalter T1 wird geschlossen, um die Kondensatoren C5 und
C6 mit Energie zu versorgen.
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Die
Low Side-Schalter LO1 und LO2 bleiben, wie auch beim Aufladevorgang,
geöffnet,
so dass der Kondensator C5 und der Kondensator C6 jeweils in Reihe
zu den Spulen L1 und L2 liegen und geladen werden. Die Aktuatorspulen
L1 und L2 sowie die Kondensatoren C5 und C6 bilden dann einen Schwingkreis.
Die Schwingfrequenz entspricht dann nicht einem vorgegebenen Wert,
wenn sich die Spulen L1 und L2 in der Induktivität unterscheiden.
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Wird
die Spannung über
beispielsweise über nicht
dargestellte Zenerdioden gemessen, erhält man einen Spannungsverlauf,
der ein Schwingungsverhalten mit einer Dämpfung aufweist. Dies kann auch über jedem
anderen Bauelement des Schwingkreises erhalten werden. Zur Auswertung
der Induktivitäten
wird der Zeitpunkt des ersten Maximums bestimmt. Liegt das Maximum
außerhalb
einer bestimmten Toleranzgrenze, muss angenommen werden, dass einer
der beiden Spulen defekt ist. Weiterhin ist es möglich, die Frequenz zu bestimmen,
indem der Zeitabstand zwischen zwei Maxima bestimmt wird. Daraus
kann dann, wie oben dargelegt wird, über die Thomson'sche Schwingungsformel
die Induktivität
berechnet werden.
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5 zeigt
in einem Flussdiagramm das erfindungsgemäße Verfahren. In Verfahrensschritt 500 wird
die Testschaltung zugeschaltet, um den Schwingkreis zu bilden. Bevor
jedoch der Schwingkreis beginnen kann zu schwingen, muss er mit
Energie versorgt werden, was in Verfahrensschritt 501 durchgeführt wird.
Dafür wird
der Kondensator aufgeladen. Dieser Aufladevorgang kann überwacht
werden, um die Kapazität
des Kondensators zu bestimmen. Damit wird dann die nachfolgende
Bestimmung der Induktivität
präziser.
Bei diesem Verfahren wird zuerst im Zeitraum, beispielsweise von
0 bis 10 Millisekunden, die Kapazität des Kondensators bestimmt und
zwar mittels seiner Ladekurve. Aber auch die Entladekurve kann dazu
verwendet werden. Aufgrund der Bestimmung der Kapazität kann dann
dieser Wert für
die Berechnung für
die Induktivität
der Spule berücksichtigt
werden, die ab dem Zeitpunkt beispielsweise von 20 Millisekunden
aufgrund der Schwingkreisfrequenz bestimmt wird. Die Kapazität des Kondensators
lässt sich
anhand der Messung der Entlade- oder Ladespannung bei zwei Zeitpunkten
mittels der bekannten Formel τ =
R·C bestimmen.
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In
Verfahrensschritt 502 wird dann die Energiezufuhr abgekoppelt
und in Verfahrensschritt 502b gegebenenfalls die mit dem
High-Side Schalter verbundene Seite der Induktivität auf das
Referenzpotenzial oder gegen Masse geschaltet. Während des Schwingens des Schwingkreises
werden in Verfahrensschritt 503 der oder die entsprechenden
elektrischen Parameter, die charakteristisch für den Schwingkreis sind, aufgenommen.
Charakteristisch für
den Schwingkreis ist die Frequenz. Diese berechnet sich aus der
Induktivität
und der Kapazität
des Schwingkreises. In geringem Maße nimmt auch die Dämpfung Einfluss.
Entweder kann beispielsweise die Periodendauer zwischen zwei Maxima
zur Frequenzbestimmung herangezogen, oder ein Timer wird bei einem
Nulldurchgang gestartet, beim nächsten
Nulldurchgang gestoppt, die Zeitdauer gemessen und entsprechend
der Anzahl der Nulldurchgänge die
Periodendauer respektive die Frequenz ermittelt. Es ist ebenso möglich, die
Zeitdauer zwischen lediglich zwei Nulldurchgängen zur Frequenzbestimmung heranzuziehen.
Zur Eliminierung eines eventuellen Gleichanteils der zu messenden
Spannung kann ein Kondensator zwischen zu messender Größe und Auswerteschaltung
eingefügt
werden Ist nun die Induktivität
durch die Parameter des Schwingkreises bestimmbar, dann wird im
Verfahrensschritt 504 geprüft, ob die Induktivität vorgegebenen
Toleranzen entspricht. Ist das der Fall, wird in Verfahrensschritt 505 gewartet,
bis der nächste
Testzyklus durchgeführt
werden kann. Ist das nicht der Fall, wird in Verfahrensschritt 506 dieser
Fehler dem Fahrer signalisiert. Die Signalisierung kann über den
Bordcomputer, über
Lampen im Armaturenbrett, über
eine Sprachausgabe oder ein head up-Display vorgenommen werden.
Auch eine automatische Übertragung zu
einer Fernwartung ist möglich.
Darüber
hinaus ist es möglich,
dieses Ergebnis in einem Speicher abzulegen, um für eine spätere Auswertung
zur Verfügung zu
stehen.
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Im
einem gemäß 6 oder 7 ersten Zeitabschnitt
bis T1 wird der Kondensator aufgeladen.
Dafür fällt die
Spannung von 8 Volt auf 4 Volt gemäß 6 ab. Ab
T1 setzen die Schwingungen ein, die periodisch
ablaufen und aufgrund des Spulenwiderstands R gedämpft sind
und daher in der Amplitude mit einer e-Funktion abklingen. In 6 verläuft die
Schwingung um das Massepotenzial, in 7 um das
Potenzial Uref der Referenzspannung.